「3%加湿窒素」の意味。体積3%が水蒸気？

質問

流量コントローラーで10L/minの流量で窒素を流すのですが、途中で25℃の水が入ったバブリング容器を通して、窒素ガスに加湿しています。加湿窒素が「3%加湿窒素」という表現がされているのですが、この3%とは
・体積比が水蒸気：窒素=3:97の意味でしょうか。
とすると、窒素ガスはコントローラーで入り口は10L/minですが、出口では9.7L/minとなりませんか。

それとも、
・分圧が水蒸気：窒素=3:97で、体積は水蒸気も窒素も同じ容器（仮に5L容器）の中にあるのだからどちらも５Lで、全圧力が入り口より出口側が少し高くなるということでしょうか。

回答No.2

gohtraw

バブリング容器内で窒素と水が充分に接触し、窒素の温度も水温と同じになる（つまり気液が平衡状態に達する）という前提が成り立つのであれば、この容器から出て来る窒素には飽和蒸気圧分の水蒸気が含まれているはずです。２５℃の時に３％かどうかは調べてみて下さい。
　１０Ｌ／ｍｉｎで窒素を供給し、水蒸気が３％になったとすると出口の流量は１０／０．９７Ｌ／ｍｉｎになります（装置の圧力損失や温度変化は無視、つまり温度＆圧力はどこも一定としています）。
　厳密に言えば、流量を表わす場合温度、圧力を指定しないと体積流量というのは意味がありません。温度、圧力が違えば体積は変わりますので。モル流量とか重量流量ならば温度、圧力の影響はありませんが。気体の場合標準状態の体積流量にするか、モル流量にするのがいいのではないでしょうか？
　ご質問の「それとも」以下の部分はよくわからないのですが、入り口より出口側の圧力が高くなったら、それは逆流するということです。

補足

ご回答ありがとうございます。25℃のときに飽和蒸気圧から換算して3％となっております。窒素も水も25℃で圧力はどこも1atmとみなしています。この場合、流量が10/0.97 = 10.31 L/minに増加するとのことですが、これはバブラの出口でのガスが水蒸気：窒素=3:97ということでしょうか。入り口で窒素を10L/minで流しているので、出口側で同じ窒素を流すためには流量を増加させる必要があるからでしょうか。ちなみに、流量コントローラーは標準状態の体積流量で初期校正されています。

回答No.1

noname#160321

コントローラーの付いている位置がどこなのか分らないとお答えになりません。

補足

コントローラーはバブリング容器より上流側についています。内径5mmの配管で2mくらい上流にいったところになります。アドバイスよろしくお願いします。